基于异速生长参数化模型的城市绿地遮阴评估方法

摘要

【目的】城市绿地能够通过遮阴改善城市环境的热舒适性，但现有对乔木的遮阴评估方法多为计算静态的成年乔木树冠正投影方法，忽视了树冠三维结构与生长变化对遮阴面积的影响，需建立更全面准确的动态评估方法。【方法】以异速生长方程为驱动规则，结合树冠形态模型，利用Python和Grasshopper插件建立乔木参数化生长模型和遮阴面积生成算法，参照GB/T50378—2019《绿色建筑评价标准》中建筑阴影区的计算方法，定义乔木夏至日8:00—16:00内4 h日照等时线区域为绿地阴影区并将其作为遮阴效果评估的指标。以湖北省襄阳书院为例，构建48种乔木参数化生长模型，对比乔木树冠正投影方法，探讨算法的应用特点，进行评估与优化分析。【结果】相比传统方法，基于参数化生长模型的遮阴评估方法有4个主要特征。1）可动态模拟实际光照变化，生成的绿地阴影区更接近真实情况。2）可反映场地植被遮阴的长期时序变化规律。3）通过内置不同树种的生长方程参数，能够量化比较不同树种在不同生长时期遮阴能力的差异。4）具备精细化的空间分析能力，能够分区、分地块评估遮阴特征的差异。【结论】本研究提出的乔木等时线遮阴面积动态模拟方法可用于长期、多树种遮阴量化和多尺度分区遮阴评估。通过构建可复用的参数化算法流程，提高了动态遮阴评估方法的准确和适用性，为城市绿地规划和气候适应设计提供参考。

关键词

风景园林 / 校园绿地 / 参数化模型 / 生长方程 / Grasshopper / 遮阴效益 / 种植优化